[发明专利]储能系统

说明书

本申请提供了一种储能系统，该储能系统中包括至少一个储能单元簇和储能单元簇的集中监控系统，储能单元簇由至少两个储能模组串联组成；一个储能模组中包括一个储能元件组和一个开关桥臂，开关桥臂由主控开关和旁路开关组成，主控开关的一端连接储能元件组，主控开关的另一端作为储能模组的第一输入/输出端，旁路开关的一端连接第一输入/输出端，旁路开关的另一端连接储能模组的第二输入/输出端；储能单元簇通过DC/DC变换器耦合到直流母线；集中监控系统通过控制总线连接储能单元簇，用于控制储能单元簇中任一储能模组中的主控开关和旁路开关的导通或者关断。采用本申请可提高储能系统的管理灵活性，提高储能系统的稳定性，适用性更高。

技术领域

本申请涉及电池储能技术领域，尤其涉及一种储能系统。

背景技术

为克服大规模光伏发电和风力发电间歇性严重的问题，同时随着电池成本的快速下降，电池储能由于其应用的灵活性、可控性和能量密度等特点，无论是在发电侧还是在用电侧均得到快速发展。由于单个电池模组的电压通常较小，即使将多个电池模组进行串联也无法满足大规模储能的需求，因此为了权衡成本和性能，如图1，业界的惯用做法是将多个电池模组(battery module，BM)(如电池模组11至电池模组1n，电池模组21至电池模组2n)进行串联得到多个电池簇(如电池簇1和电池簇2)，并将多个电池簇进行并联，之后共用一个直流(direct current，DC)/交流(alternating current，AC)逆变器来实现大规模储能中储能电池和电网之间的能量交换。然而，随着使用年限的增加，电池的健康状态(stateof health，SOH)不断下降，电池中可存储的容量也随之逐年下降。由于电池个体的差异性，不同的电池的健康度离散性也日益显著，如图2所示，电池1和电池2的电池健康度均随着电池的使用年限逐渐下降，在第10年的时候电池1的SOH为70％，电池2的SOH为60％，电池1和电池2的电池健康度相差有10％。电池模组的串联使得同一个电池簇中各电池模组的充放电时间相同，而电池模组之间的差异性越来越大，为保证单簇电池中任一电池模组的安全可用，必须考虑瓶颈电池模组的限制，对整簇电池进行降额使用，从而造成电池的浪费。由于电池内阻和电池端口电压的不同，电池簇的简单并联会导致不同电池簇间的充放电不一致，从而限制电池的利用率。

本申请的发明人在研究和实践过程中发现，为了解决电池之间的电池差异性，如图3，现有技术是在每个电池模组中引入一个DC/DC变换器，同一电池簇中各电池模组的DC/DC变换器共用一组总线，借助各电池模组跟随的DC/DC变换器来实现能量管理，弥补电池衰减导致的差异性。如图3，电池簇1中各电池模组的DC/DC变换器共用一组总线，电池簇2中各电池模组的DC/DC变换器共用一组总线。然而，现有技术无法解决电池簇和电池簇之间电池的差异，同时由于各个DC/DC变换器的引入，需要额外的接线才能实现不同电池模组之间的能量传递，接线复杂度高且出错概率高，使得储能系统的交付难度大，交付质量无法保障，适用性差。

发明内容

本申请提供了一种储能系统，可提高储能系统的管理灵活性，增强储能系统的稳定性，适用性更高。